[发明专利]一种考虑分布式电源的配电网整定计算方法及存储介质

权利要求书

1.一种考虑分布式电源的配电网整定计算方法，基于配网自动化系统数据模型，其特征在于：包括以下步骤，

考虑风电、光伏接入配电网时整定计算模型的变化，通过理论分析风电、光伏发电系统接入配电网时对原有保护配置及整定原则的影响，再利用故障电流序分量识别故障类型，找出系统等效阻抗的变化规律，建立分布式电源厂站级等值电源模型，确定适应分布式电源接入的保护整定原则；

所述分布式电源厂站级等值电源模型，包括：

由于逆变器输出的最大电流不超过额定电流的1.2倍，则

（1）

这本质上是对光伏设备输出功率的限制，因为：

（2）

（3）

公式（3）中U为并网点电压，UB为并网点电压基准值，S为光伏设备额定容量；

则结合光伏设备的低电压穿越控制策略，利用光伏设备在PSCAD的全电磁暂态模型进行仿真分析，通过分析光伏设备在故障情况下的输出电流情况，将光伏设备等效为电压受控电流源，其输出的故障电流随并网点电压的变化而发生变化，电网故障时其输出的电流最大为额定电流的1.2倍；

当光伏设备并网点电压大于0.9p.u时，光伏设备采用正常运行的控制方式，即最大功率跟踪模式；当光伏设备并网点电压低于0.9p.u时，光伏设备将进入低电压穿越状态：当光伏设备并网点电压高于0.83p.u且低于0.9p.u时，光伏采用恒功率输出模式，即保持故障前功率大小不发生变化；当光伏设备并网点电压低于0.83p.u时，光伏设备将输出最大故障电流，即额定电流的1.2倍，光伏设备输出的故障电流与并网点电压的关系如式(4)所示

(4)

通过将光伏设备等效为电压受控电流源，对含光伏设备的配电网进行简化，根据系统和光伏设备的运行情况和故障类型的变化，而自动整定保护定值；

在光伏设备接入后，流过保护安装处的电流包括三部分：系统提供的短路电流、相邻线路光伏设备的助增电流、本线路光伏设备的外汲电流，利用叠加定理将这三部分电流进行叠加，通过考虑这三部分电流的来对光伏设备接入后的自适应保护定值进行计算；

所述分布式电源厂站级等值电源模型还包括提供短路电流的计算，

即系统的短路电流根据背侧系统的电动势、系统的背侧阻抗和被保护线路的阻抗所确定，具体的计算表达式如式（5）所示

(5)

其中，为系统的等效相电势，通常情况下取1.05p.u；为保护电源侧的综合阻抗；为被保护线路的阻抗；

所述分布式电源厂站级等值电源模型还包括利用叠加定理将系统进行简化计算，相邻线路光伏设备提供的助增电流根据光伏提供的短路电流、线路参数信息进行计算；

通过将光伏设备等效为受控电流源，根据式(1)计算故障时光伏设备的短路电流为，计算出光伏设备提供短路流过保护安装处的分量如式（6）所示

（6）

其中，为系统侧的短路阻抗，为变压器的阻抗，为变电站出口母线到短路点间本线路阻抗；

当有多个光伏设备接入到相邻线路时，由于光伏设备为受控电流源，其提供的短路电流只与并网点电压跌落程度有关，在进行多个光伏等效时将他们的短路电流进行线性叠加，即公式中的为相邻线路接入的光伏设备提供的短路电流总和；

所述分布式电源厂站级等值电源模型还包括由于本线路光伏设备的接入会导致流过本线路保护安装处的短路电流减小，本线路较大容量的光伏设备接入会导致线路末端故障时的保护拒动；则利用叠加定理将系统进行简化计算，多个光伏设备接在线路的不同位置，其提供的短路电流都将导致保护处测量得到的短路电流减小；

通过将光伏设备等效为受控电流源，根据式（4）计算故障时光伏设备的短路电流为和，利用叠加定理可以计算出光伏设备提供的短路电流在保护安装处的分量为

（7）

根据公式（7）推导出当线路不同位置上接入光伏设备时，光伏设备同时对保护处测量得到短路电流的影响为

（8）

其中，为每个光伏设备输出的短路电流，为光伏设备接入点到短路点的线路阻抗，为系统侧的短路阻抗，为变压器的阻抗，为变电站出口母线到短路点间本线路阻抗；

所述确定适应分布式电源接入的保护整定原则包括：

过流I段定值的整定与校验即在对过流I段定值进行整定时，需要考虑在系统最大运行方式下出线末端发生三相金属性短路的情况下，流过保护安装处的最大短路电流，考虑到最严重的情况，忽略本线路上光伏外汲电流导致短路电流减小的情况，并对其他线路光伏设备进行集群化处理后，得到过流I段保护定值的整定方程如下：

（11）

其中，为可靠系数； I_1.max为系统在最大运行方式下提供的短路电流，I₂为其他线路光伏设备在进行集群化处理后的助增电流；

在进行过流I段灵敏度校验时，考虑轻微故障时保护灵敏度，应当在不考虑其他线路光伏的助增电流并考虑本线路光伏的外汲电流的情况下进行计算，并考虑到在最小运行方式下出线末端发生两相金属性短路时，具体的灵敏度计算公式如式（12）所示；

（12）

其中，I_1.min为系统在最小运行方式下提供的短路电流，I₃为本线路光伏设备在进行集群化处理后的助增电流；

所述确定适应分布式电源接入的保护整定原则包括,

过流III段定值的整定与校验即在对过流III段保护应按照光伏接入前的整定方案进行整定，即按照最大负荷电流进行整定，具体的表达式如式（13）所示：

（13）

其中，为可靠系数；为自启动系数，数值大于1，由网络具体接线和负荷性质确定；继电器返回系数；

在对过流III段的灵敏度进行校验时，在最小运行方式下本线路末端发生两相短路的情况下进行，并考虑本线路光伏设备提供的外汲电流，不考虑其他线路光伏设备提供的助增电流；过流III段保护作为线路的主保护，在考虑到光伏设备的情况下应保证其灵敏度系数。

2.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1所述方法的步骤。